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Dokumentenidentifikation DE19615715C1 27.11.1997
Titel Verfahren zum Umkristallisieren von Calciumsulfat-Dihydrat in Calciumsulfat-Alphahalbhydrat
Anmelder Sicowa Verfahrenstechnik für Baustoffe GmbH & Co KG, 52072 Aachen, DE;
ProMineral Gesellschaft zur Verwendung von Mineralstoffen mbH, 50129 Bergheim, DE
Erfinder Koslowski, Thomas, Dr., 52072 Aachen, DE;
Tschesche, Julia, Dr., 52076 Aachen, DE
Vertreter Sparing . Röhl . Henseler, 40237 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 22.04.1996
DE-Aktenzeichen 19615715
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.11.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.11.1997
IPC-Hauptklasse C01F 11/46
IPC-Nebenklasse C04B 11/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umkristallisieren von Calciumsulfat-Dihydrat in Calciumsulfat-Alphahalbhydrat bei Temperaturen > 100°C und unter Sattdampfbedingungen sowie unter Verwendung eines wasserlöslichen Kristallisationshilfsmittels, das dem Calciumsulfat-Dihydrat vor der Umkristallisation in fester oder flüssiger Form zugegeben wird, ein Kristallisationshilfsmittel bestehend aus einer oder mehreren Substanzen ausgewählt aus Acrylsäure bzw. deren Derivaten sowie Polymerisationsprodukten, Ester, Salzen oder Anhydriden hiervon und/oder Glutar- oder Glutaminsäure bzw. deren Derivaten sowie Ester, Salzen oder Anhydriden hiervon und/oder Kondensationsprodukten von Naphthalinsulfonsäuren bzw. deren Ester, Salzen oder Anhydriden und/oder heterozyklischen Verbindungen mit einem Fünfer- oder Sechserring, der ein bis drei N-Atome enthält, sowie Kondensations- oder Polymerisationsprodukten hiervon verwendet wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umkristallisieren von Calciumsulfat-Dihydrat in Calciumsulfat-Alphahalbhydrat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zum Umkristallisieren von Calciumsulfat-Dihydrat in Calciumsulfat-Alphahalbhydrat sind verschiedene Verfahren bekannt, die man hauptsächlich in ein "Trocken-" und ein "Naß"-Verfahren einteilen kann, vgl. z. B. DE 36 15 717 A1 und EP 0 414 937 A1.

Beim Trockenverfahren werden Dihydratknorpel aus natürlichen Vorkommen etwa in Bernsteinsäure als Kristallisationshilfsmittel getaucht und anschließend in einem Autoklaven bei Temperaturen über 100°C in Sattdampfatmosphäre zu Alphahalbhydrat umkristallisiert. Abgesehen davon, daß die gleichmäßige Durchdringung der Knorpel mit Bernsteinsäure problematisch ist, ergibt sich im allgemeinen eine schalenweise Umkristallisation mit entsprechend ungleichmäßigen, häufig unerwünscht nadelförmigen Kristallen. Man wünscht aber große, fleischige, gegebenenfalls säulenförmige Kristalle zu erhalten, die dann zu gedrungenen Kristallen aufgemahlen werden. Dies wird durch die schalenweise Umkristallisation trotz der Zugabe des Kristallisationshilfsmittels aber nur sehr unvollkommen erreicht. Abgesehen davon bleibt die Bernsteinsäure erhalten und wirkt im Endprodukt als Verzögerer. Dieser Wirkung kann man zwar durch Zugabe eines Beschleunigers entgegenwirken, jedoch beeinträchtigt dies die Endfestigkeit.

Beim Naßverfahren wird eine Aufschlämmung von DihydratpartikeIn entsprechend autoklaviert. Das überschüssige Wasser wird über Siebe abgezogen. Zugegebene Bernsteinsäure ist dementsprechend in wechselnden Mengen enthalten, wodurch es schwierig ist, eine bestimmte Produktqualität sicherzustellen.

Außerdem ist es beispielsweise aus DE 38 19 652 C2 bekannt, beide Verfahren zu kombinieren, indem man poröse Dihydrat-Formkörper preßt, in die beim Autoklavieren darauf kondensiertes Wasser unter gleichzeitigem Wärmetransport eindringt, so daß sich im Bereich der Poren, also mikroskopisch, die Umkristallisation abspielt, die langsam und unter Bildung von überwiegend fleischigen, großen Kristallen mit einem mittleren Korndurchmesser > 20 µm, insbesondere im Bereich von 40 bis 60 µm, die sich zu gedrungenen Kristallen vermahlen lassen, erfolgt. Aber auch hier bleiben zugegebene Kristallisationshilfsmittel erhalten.

Entsprechendes gilt für Kristallisationshilfsmittel wie Malein-, Adipinsäure od. dgl. ebenso wie für anorganische Mittel wie Fe- oder Al-Salze, d. h. daß sie in unerwünscht hohen Konzentrationen im Produkt bleiben und zu störenden Eigenschaften im späteren Bindemittel führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem die Kristallisationshilfsmittel zu keinen störenden Eigenschaften im späteren Bindemittel führen oder leicht und ohne Rückwirkung auf die spätere Eigenschaften der mit dem Bindemittel hergestellten Produkte kompensierbar sind.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß ein Kristallisationshilfsmittel bestehend aus einer oder mehreren Substanzen ausgewählt aus

Acrylsäure bzw. deren Derivaten sowie Polymerisationsprodukten, Ester, Salzen oder Anhydriden hiervon und/oder

Glutaminsäure bzw. deren Derivaten sowie Ester, Salzen oder Anhydriden hiervon und/oder

Kondensationsprodukten von Naphthalinsulfonsäuren bzw. deren Ester, Salzen oder Anhydriden und/oder

Imidazolverbindungen oder deren Salzen bzw. Melaminharzen verwendet wird.

Hierbei wird vorzugsweise das Kristallisationshilfsmittel in einer Gesamtmenge von 0,1 bis 5 g/kg Calciumsulfat-Dihydrat verwendet. Insbesondere werden Acrylsäure bzw. deren Derivate sowie Polymerisationsprodukte, Ester, Salze oder Anhydride hiervon in einer Menge von 0,2 bis 2 g/kg, Glutaminsäure bzw. deren Derivate sowie Ester, Salze oder Anhydride hiervon in einer Menge von 0,5 bis 2 g/kg die Kondensationsprodukte von Naphthalinsulfonsäuren bzw. deren Ester, Salze oder Anhydride in einer Menge von 0,5 bis 3 g/kg, Imidazolverbindungen oder deren Salze bzw. Melaminharze in einer Menge von 0,5 bis 5 g/kg verwendet.

Hierbei richtet sich die Menge an Kristallisationshilfsmittel, das möglichst leicht in Wasser löslich sein sollte, nach der Gipsqualität, dem pH-Wert, der Korngröße und der Reinheit des Ausgangs-Dihydrats. Gegebenenfalls ist der pH-Wert in den neutralen Bereich abzupuffern.

Wenn schäumende Verbindungen wie Imidazolverbindungen zugegeben werden, ist es zweckmäßig, gleichzeitig ein Entschäumungsmittel zuzusetzen.

Gegebenenfalls können die genannten Kristallisationshilfsmittel zusammen mit bekannten Mitteln wie Wein-, Bernstein-, Apfel- und Adipinsäure zum Einsatz kommen.

Beispielhaft werden folgende Verbindungen bevorzugt verwendet: Polynatriumacrylat, Natriumarcylatacrylamidcopolymer, Phosphinoacrylsäure; Na- bzw. Ca-Salze von Naphthalinsulfonaten; leicht in Wasser lösliche Salze von Imidazolverbindungen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Umkristallisieren von Calciumsulfat-Dihydrat in Calciumsulfat-Alphahalbhydrat bei Temperaturen > 100°C und unter Sattdampfbedingungen sowie unter Verwendung eines wasserlöslichen Kristallisationshilfsmittels, das dem Calciumsulfat-Dihydrat vor der Umkristallisation in fester oder flüssiger Form zugegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kristallisationshilfsmittel bestehend aus einer oder mehreren Substanzen ausgewählt aus

    Acrylsäure bzw. deren Derivaten sowie Polymerisationsprodukten, Ester, Salzen oder Anhydriden hiervon und/oder

    Glutaminsäure bzw. deren Derivaten sowie Ester, Salzen oder Anhydriden hiervon und/oder

    Kondensationsprodukten von Naphthalinsulfonsäuren bzw. deren Ester, Salzen oder Anhydriden und/oder

    Imidazolverbindungen oder deren Salzen bzw. Melaminharzen verwendet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kristallisationshilfsmittel in einer Gesamtmenge von 0,1 bis 5 g/kg Calciumsulfat-Dihydrat verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

    Acrylsäure bzw. deren Derivate sowie Polymerisationsprodukte, Ester, Salze oder Anhydride hiervon in einer Menge von 0,2 bis 2 g/kg,

    Glutaminsäure bzw. deren Derivate sowie Ester, Salze oder Anhydride hiervon in einer Menge von 0,5 bis 2 g/kg,

    die Kondensationsprodukte von Naphthalinsulfonsäuren bzw. deren Ester, Salze oder Anhydride in einer Menge von 0,5 bis 3 g/kg,

    die Imidazolverbindungen oder deren Salzen bzw. Melaminharze in einer Menge von 0,5 bis 5 g/kg,

    jeweils bezogen auf die Calciumsulfat-Dihydratmenge, verwendet werden.






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